这种树可流出战略矿产?还可以给新能源汽车发电?

文摘   2025-01-31 19:40   河北  



在上世纪70年代,科学家们在太平洋的一座小岛上发现了一种令人惊叹的树木。当它的树皮被轻轻割开时,便会流出一种类似绿松石般鲜艳的汁液。
在新喀里多尼亚,有一种名为Pycnandra acuminata的树木,它的汁液呈现出迷人的蓝绿色。研究人员发现,这种汁液中镍的含量高达25%,他们推测这或许是树木为抵御昆虫侵袭而演化出的一种独特策略。
生长在新喀里多尼亚的一种树Pycnandra acuminata,它能流出鲜艳的蓝绿色汁液
昆士兰大学的Atony van der Ent博士是研究这种植物的专家之一。他指出,这种树如今仅在这片古老的热带雨林残存区域中被发现。大多数植物难以在镍等重金属含量超标的环境中生存,更不用说将这些有毒金属富集在体内了。然而,Pycnandra acuminata却能将镍吸收到树干、树叶甚至种子中。
组织中含有大量镍的化合物,让树的汁液呈现绿松石一样的颜色
从那时起,人们陆续发现了更多能够富集金属的植物,它们被称为“超积累植物”。对于van der Ent博士而言,研究这种“绿汁树”并非易事,因为它们生长缓慢,可能需要数十年才能开花结果。此外,这种植物还面临着采矿、伐木和森林火灾等威胁,生存空间日益缩小。
右边的绿色标志是发现Pycnandra acuminata树的位置
科学家们尚未完全理解这种“绿汁树”是如何进化出富集高浓度镍的能力以适应恶劣土壤的,但他们认为这并非人为干预的结果。不同种群的超积累植物已经经历了数百万年的进化,它们原本就生长在富含金属的土壤中。尽管如此,人们还是看到了这些植物在修复受金属或有机化合物污染的土壤方面的潜力。
对于大多数植物而言,金属元素主要富集在根部,但在超积累植物中,叶子中的金属含量异常高,而根部则相对较低。科学家认为,这些植物通过某种方式将金属从根部转移到叶子中,从而保护根部免受金属毒性的伤害。
此外,叶子中高含量的金属还能有效抵御食草动物、有害昆虫和病原体的侵害。超积累植物能够从环境中浓缩有害化合物,并将其分解为更小的化合物,且不会造成额外污染。许多植物修复技术被用于吸收土壤中的重金属污染,如镉、铅等
然而,在吸收重金属时,植物无法将其进一步分解,因此在后续处理中需要格外谨慎,避免这些植物被用于食品或化妆品等消费品。
一些植物可以将金属,如铜和锌,移动到根部,然后继续向叶片中转移,从而从土壤中去除
这种特性也赋予了超积累植物另一种用途——成为“植物矿工”。
简单来说,植物采矿就是等待植物成熟后,将其采摘,经过干燥、焚烧和加工等步骤,回收目标金属。美国矿务局曾在内华达州进行过植物采矿试验,利用一种能富集镍的超积累植物,在镍含量仅为0.35%的土壤中开展试验,这种含量远低于传统采矿的经济阈值。结果表明,植物采矿每公顷可生产100公斤镍,收益约1万元,与传统经济作物相当。
一些能提取某种金属的植物和它们的产物
在van der Ent博士的研究中提到,由于富含金属的土壤不利于小麦或水稻等粮食作物的生长,植物采矿可以作为一种可行的替代方案,为当地带来更好的经济效益。植物采矿不会取代粮食作物,而是一种临时的种植方案,待土壤质量改善后,再种植粮食作物。
对于新能源转型而言,这无疑是一个令人期待的方向。电动汽车等绿色科技的快速发展,使得新能源电池所需的钴、镍等金属,也成为了超积累植物可以采集的对象。
一些植物矿工在澳大利亚采矿
一些科学家认为植物采矿能富集到比土壤中浓度高出几个数量级的镍,杂质也要少得多。植物采矿对环境的破坏也比传统采矿要小,再加上可以顺便修复被金属污染的土壤,这种采矿方式未来可期。
尽管目前已经有大量成功试验,但科学家表示植物采矿还难以商业化,需要进行大规模试运营来进行风险评估,还要综合分析植物采矿的盈利能力。
从生物提取物(左)到高价值镍化合物或纯镍(右)
van der Ent 也表示,只有叶片干物质中镍含量超过一定比例的植物才具有商业种植意义。
“并非所有植物都适合采矿,要使它成为可行方案,需要提高总体产量和金属富集比例。”
还有另一个限制植物采矿的条件,就是这些超积累植物通常不是高产植物。一些植物对气候要求很苛刻,还有些生长缓慢,它们都不太适合走向商业。
科研人员目前仍在寻找解决办法,帮助植物矿工们正式上岗。
之前有科学家总结了可以特定采集某种矿物的超积累植物,其中有种芥菜(Brassica juncea)可以采集黄金,推荐大家种这个。
就是做芥末那种

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